Utbildning
CI-TEAM
NSF-finansierade CI-TEAM-projekt
NSF:s finansieringsprogram CI-TEAM ger stöd till KeckCAVES. I vår forskning, utbildning och undervisning bygger vi upp tvärvetenskapliga forskningsmiljöer för att förbereda studenter inom geovetenskap, datavetenskap, vetenskap och teknik, antropologi och fysik för framgångsrika tekniska karriärer. Vi engagerar studenter i tvärvetenskapliga grupper för att gemensamt utveckla, använda och sprida verktyg och tekniker för cyberinfrastruktur (CI) med hjälp av virtuell verklighet och vetenskaplig visualisering för forskning och utbildning. Hittills har CI-TEAM-finansieringen påverkat mer än 20 doktorsavhandlingar, 7 magisteravhandlingar och 10 forskningsprojekt för studenter.
I klassrummet
Visualiseringar av jordbävningar
KeckCAVES-visualiseringar och programvara kan användas för att öka förståelsen för jordbävningar och plattantektonik. I en modulserie i tre delar presenteras 3D-visualiseringar av globala jordbävningsdata för att lära geologistudenter på introduktionsnivå om de grundläggande processerna och dynamiken som ger upphov till jordbävningar (”Globala jordbävningar”):Undervisning om jordbävningar med data och 3D-visualiseringar”). Dessa 3D-visualiseringar gör det möjligt för eleverna att enkelt visualisera och uppleva komplexa och mycket visuella geologiska begrepp eftersom de kan ses från många olika skalor och perspektiv. Utbildningsmoduler kan laddas ner från Science Education Resource Center. Om du är intresserad av att ladda ner programvaran för visualisering av 3D Earth Model och tillhörande datamängder om jordbävningar och vulkaner kan du skicka ett e-postmeddelande till oss på [email protected].
Kartläggning av virtuella fält
Crusta, en virtuell jordglob som möjliggör geologisk kartläggning på distans, och LiDAR Viewer, som stöder visualisering av LiDAR-punktmoln och utvinning av orienteringsmätningar, används som undervisningsverktyg i geologikurser på högre nivå vid UC Davis. Efter en traditionell fältkartläggning återbesöker eleverna samma område virtuellt med hjälp av ArcGIS, Crusta och LiDAR Viewer. Den virtuella kartläggningen gjorde det möjligt för eleverna att snabbt utforska området runt det ursprungliga fältområdet och tolka det regionala tektoniska sammanhanget genom att sammanställa sina observationer på fältet med de observationer som gjordes med hjälp av den virtuella analysen. Både Crusta och LiDAR-viewer finns tillgängliga för nedladdning.
Forskning om inlärning
Varför använda virtuell verklighet i geovetenskaplig utbildning?
* Visualiseringar, 3D-modeller och virtual reality-miljöer kan öka elevernas förståelse av komplexa och abstrakta begrepp och fenomen. * Geologi är en av de mest visuella vetenskaperna, så geologistudenter har stor nytta av visualisering i en 3D-miljö med virtuell verklighet. * 3D-visualiseringar gör det möjligt att direkt uppfatta geologiska begrepp som inte kan manipuleras eller upplevas i verkligheten, t.ex. komplexa 3D-relationer och stora rumsliga dimensioner och tidsskalor. * Virtuella miljöer är engagerande och har visat sig kunna fånga och behålla elevernas uppmärksamhet, vilket ökar deras motivation att lära sig.
Rumslig förmåga och visualiseringar
Rumslig visualisering krävs för att förstå många geologiska begrepp. Eleverna förväntas kunna visualisera och mentalt rotera objekt för att förstå många viktiga geologiska begrepp. Forskning inom geovetenskaplig utbildning och kognitionsvetenskap visar dock att alla elever inte har lika utvecklade färdigheter i rumsligt tänkande och att vissa elever är naturligt bättre på rumslig visualisering än andra. Eleverna uppvisar framför allt begreppsmässiga svårigheter att tolka olika 2D-diagram som visar 3D-fenomen. Genom att integrera 3D-visualiseringar i geologiundervisningen kan man undanröja hinder för rumsligt tänkande och kan bidra till att förbättra den rumsliga förmågan.
Uppsökande verksamhet
Visualisering av sjöar i 3D
Lake Visualization 3D är ett projekt av KeckCAVES, Tahoe Environmental Research Center., ECHO Lake Aquarium & Science Center, Lawrence Hall of Science och Institute for Learning Innovation samarbetar för att utveckla museiutställningar som ökar allmänhetens medvetenhet och ökar förståelsen för och förvaltningen av sötvattensjöars ekosystem, livsmiljöer och geovetenskapliga processer (prototypsfilmer av Lake Tahoe och Lake Champlain kan ses här respektive här). Projektet finansieras av NSF och presenterades nyligen i Wired.
Otellini Visualization Lab
Otellini Visualization Lab, som ligger vid det prestigefyllda Tahoe Environmental Research Center (TERC), är en toppmodern anläggning som utgör kärnan i TERC:s ansträngningar att både förstå komplexiteten i Lake Tahoe och att utbilda och inspirera nästa generations forskare och ingenjörer. Detta laboratorium för utbildning i vetenskap är ett laboratorium för datorsimulering och visualisering som utnyttjar de senaste numeriska simulerings- och visualiseringsresurserna som utvecklats vid UC Davis och samarbetsinstitutioner, inklusive KeckCAVES. KeckCAVES visualiserar vetenskapliga data för att ge studenter och allmänheten en bättre förståelse för komplexa frågor. Laboratoriet är direkt synligt från utbildningscentrets stora sal och fungerar tillsammans med de andra utbildningsutställningarna i utbildningscentret.
Macroscope på Maker Faire 2012 och 2013
Vi tog med oss en 3D-TV – Razer Hydra visualiseringssystem, kallat Macroscope, till Maker Faire. Vi visade Mycelia, Flow, LidarViewer, pyVrui/VRoom och EarthquakeViewer. Mer än 500 deltagare i åldrarna från 2 år till ”för gammal för att säga det” tittade på och interagerade med vår programvara och våra medarbetare varje år. Projektet samordnades genom UCD Complexity Sciences Center.
KeckCAVES-presentationer för allmänheten
År 2008 visade KeckCAVES-teamet vår forskning på en stor 3D-skärm i UC Davis paviljong på California State Fair i samband med universitetets hundraårsjubileum. Utställningen besöktes av 16 000 personer under en tvåveckorsperiod. På Marsdagen 2011 visades en Crusta-film på National Air and Space Museum. 2011 tog vi med oss ett 3D-TV-system till det årliga AGU-mötet.
KeckCAVES-turer
OBS: KeckCAVES erbjuder tyvärr inga visningar för närvarande. I samarbete med campusorganisationer erbjuder olika medlemmar av KeckCAVES rundturer för gymnasiegrupper och yngre grupper för att visa dem vad forskare gör. Till exempel visade KeckCAVES-studerande Marisol Juarez Rivera och doktorand Tyler Mackey ett 30-tal latinamerikanska studenter från en fotbollsklubb i Richmond KeckCAVES under deras besök på UCDavis.
Workshops och kurser
Sommarsymposium om beräkningsbaserad astrobiologi 2011
Vid Computational Astrobiology Summer Symposium 2011, som sponsrades av NASA Astrobiology Institute, användes KeckCAVES-visualiseringsprogramvara på ett 3D-TV-system. Postdoc Tony Bernardin deltog och hjälpte till att installera och demonstrera visualiseringssystemet.
Workshoppar och kurser
COLLAPSE (plötsligt falla ner)
Hösten 2007 samarbetade vi med Della Davidson, professor i teater och dans, och Physical Sideshow Theater för att tillhandahålla stereoskopiska 3D-animationer som bakgrund och interaktiv scenografi för en modern dansföreställning, COLLAPSE (plötsligt faller ner). Vi installerade en 16’x9′ polariserad skärm som en del av scenen och ett system för rörelsefångst med stor yta för att låta dansarna styra 3D-skärmen live och i realtid, och vi delade ut polariserade 3D-glasögon till publiken. Vi visade animationer av LiDAR-data med manus och interaktivt styrda fly-by-animationer och ett interaktivt 3D-målningsprogram som styrdes live av en dansare på scenen. Föreställningen vann en Izzie (”Isadora Duncan Dance Award”) för visuell design.
Drömvirveln
The Dream Vortex är ett pågående arbete som är ett samarbete mellan Meredith Tromble och Dawn Sumner med hjälp av Chris Ellison och Jim Crutchfield. Den använder Mycelia för att återge drömmarna i KeckCAVES och Complexity Sciences Center som noder och ritningar som fångar bilderna och kopplingarna mellan drömmarna. Se en presentation av projektet här.
